Arduinos

Arduino Mega 2560 Microcontroller Rev3

The Arduino Mega 2560 Microcontroller Rev3 is a microcontroller board based on the ATmega2560. It has 54 digital input/output pins (of which 14 can be used as PWM outputs), 16 analog inputs, 4 UARTs (hardware serial ports), a 16 MHz crystal oscillator, a USB connection, a power jack, an ICSP header, and a reset button. It contains everything needed to support the microcontroller; simply connect it to a computer with a USB cable or power it with a AC-to-DC adapter or battery to get started. The Mega is compatible with most shields designed for the Arduino Uno, Duemilanove, or Diecimila.

  • User friendly USB programmable Arduino Microcontroller
  • Open Source design based on the larger ATmega2560
  • 54 digital I/O Pins and 16 analog I/O Pins
  • 256 KB of Flash Memory, 8 KB of SRAM, and 4kB of EEPROM
  • Clock Speed: 16 MHz

The Arduino Mega can be powered via the USB Connection or with an external power supply. The Mega2560 differs from all preceding boards in that it does not use the FTDI USB-to-serial driver chip. Instead, it features the Atmega8U2 programmed as a USB-to-serial converter.

Each of the 54 digital pins on the Mega can be used as an input or output, using pinMode(), digitalWrite(), and digitalRead() functions. It also has 16 analog inputs, each of which provide 10 bits of resolution (i.e. 1024 different values).

The Arduino Mega2560 has a number of facilities for communicating with a computer, another Arduino, or other microcontrollers. The ATmega2560 provides four hardware UARTs for TTL (5V) serial communication. An ATmega8U2 on the board channels one of these over USB and provides a virtual com port to software on the computer. Furthermore, it supports I2C (TWI) and SPI communication. The Arduino software includes a Wire library to simplify use of the I2C bus; see the documentation on the Wiring website for details. For SPI communication, use the SPI library.

The Arduino Mega2560 can be programmed with the free and open source Arduino IDE hrough a USB connection without needing any extra hardware thanks to its preburnt bootloader.  You can also bypass the bootloader and program the microcontroller through the ICSP header.

The Arduino Mega2560 is designed to be compatible with most shields designed for the Uno, Diecimila or Duemilanove.

Size: 4 inches by 2.1 inches with the USB connector and power jack extending beyond the former dimension.

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Arduino Due

O Arduino Due é uma placa de microcontrolador baseado no Atmel SAM3X8E ARM Cortex-M3 CPU (datasheet). É a primeira placa Arduino baseada em um microcontrolador ARM de 32 bits. Tem 54 pinos de entrada e saída digital, dos quais 12 podem ser utilizados como saídas PWM, 12 entradas analógicas, 4 UARTs, clock de 84MHz, uma conexão USB OTG, 2 DAC (digital to analog converter), 2 TWI, uma entrada de alimentação, um barramento SPI, um barramento JTAG, um botão de reset, e um botão de erase.

 

Nota: Diferente de outras placas Arduino, o Due funciona com 3,3V. A voltagem máxima que um um pino de entrada e saída pode tolerar é 3,3V. Fornecer voltagens mais altas, como 5V, pode causar danos permanentes à placa.

A placa contém tudo o que necessário para dar suporte ao microcontrolador, simplesmente conecte a um computador com um cabo micro USB ou alimente com uma fonte ou bateria para dar os primeiros passos. O Due é compatível com todos os shields que trabalham com 3,3V e tem a pinagem compatível com o Arduino Uno:

  • TWI: pinos SDA e SCL próximos ao AREF.
  • O pino IOREF que permite a um shield encaixado, com a configuração necessária, se adaptar à voltagem fornecida pela placa. Isto habilita a compatibilidade de uma placa de 3,3V como o Due e outras placas que operam a 5V.
  • Um pino não conectado, reservado para o futuro.

O Due tem um fórum específico para discussões referentes a esta placa.

Benefícios do núcleo ARM

O Due tem um núcleo ARM de 32 bits que pode ter performance melhor que placas típicas de microcontrolador de 8 bits. As diferenças mais significantes são:

  • Núcleo de 32 bits, que permite operações em 4 bites em um único ciclo da CPU (para mais informações veja a página do tipo int)
  • clock de CPU de 84MHz.
  • 96 KBytes de SRAM.
  • 512 KBytes de memória Flash para código.
  • controlador DMA (direct memory access) que pode substituir a CPU em tarefas com uso intensivo de memória.

Esquema, Referência de design e pinagem

arquivos EAGLE: arduino-Due-reference-design.zip

Esquema: arduino-Due-schematic.pdf

Pinagem: Pinagem SAM3X Arduino

Sumário

Microcontrolador AT91SAM3X8E
Voltagem operacional 3,3V
Voltagem de alimentação (recomendada) 7 a 12V
Voltagem de alimentação (limites) 6 a 20V
Pinos E/S Digital 54 (12 dos quais podem ser saídas PWM)
Pinos de entrada analógica 12
Pinos de saída analógica 2 (DAC)
Corrente contínua total em todas as linhas de E/S 130 mA
Corrente contínua para o pino 3.3V 800 mA
Corrente contínua para o pino for 5V 800 mA
Memória Flash 512 KB totalmente disponíveis para aplicações do usuário
SRAM 96 KB (dois bancos: 64KB e 32KB)
velocidade de Clock 84 MHz

Alimentação

O Arduino Due pode ser alimentado pelo conector USB ou com uma fonte externa. A origem da alimentação é selecionada automaticamente.

Alimentação externa (não USB) pode ser tanto de uma fonte quanto de uma bateria. Há um conector para alimentação de 2,1mm com o positivo no centro. Cabos vindos de uma bateria podem ser inseridos diretamente nos pinos Gnd e Vin do conector de alimentação.

A placa pode funcionar com uma alimentação externa entre 6 e 20V. Entretanto, se for fornecido menos de 7V o pino de 5V não alcançará este potencial e a placa pode se tornar instável. Se for utilizado mais de 12V o regulador de voltagem pode superaquecer e causar danos à placa. A faixa recomendada é de 7 a 20 volts.

Os pinos de alimentação são os seguintes:

  • VIN. A voltagem de entrada do Due quando se está utilizando uma fonte de alimentação externa (em oposição aos 5V da conexão USB ou de outra entrada regulada). Você pode fornecer alimentação através deste pino, ou se estiver fornecendo energia pelo conector de alimentação acessar esta voltagem através deste pino.
  • 5V. Este pino fornece uma saída regulada de 5V a partir do regulador embarcado. A placa pode ser alimentada pelo conector de alimentação (7 a20V), pelo conector USB (5V), ou pelo pino VIN (7 a 12V). Fornecer alimentação pelos pinos 5V ou 3.3V desviam a voltagem do regulador e pode causar danos permanentes. Isto deve ser evitado.
  • 3.3V. Uma alimentação de 3,3 volts gerada pelo regulador embarcado. A corrente máxima que pode ser fornecida é de 800mA. Este regulador também fornece alimentação para o microcontrolador SAM3X.
  • GND. Pinos de aterramento..
  • IOREF. Este pino nas placas Arduino fornecem a voltagem de referência com a qual o microcontrolador opera. Um shield corretamente configurado pode ler a voltagem neste pino e selecionar a fonte de alimentação adequada ou habilitar transístores nas saídas para trabalhar com 5V ou 3,3V.

Memória

O SAM3X tem 512KB (2 blocos de 256KB) de memória flash para armazenamento de código. O bootloader é pregravado de fábrica pela Atmel e armazenado em memória ROM dedicada. Os 96KB de SRAM estão disponíveis em dois bancos de 64KB e 32KB. Toda a memória disponível (Flash, RAM e ROM) pode ser acessada diretamente como um espaço plano de endereçamento.

É possível apagar a memória Flash do SAM3X com o botão de "erase" embarcado. Isto removerá a scketch atualmente gravada na placa. Para apagar precione este botão por alguns segundos enquanto a placa estiver alimentada.

Entrada e saída

  • Digital E/S: pinos de 0 a 53
    Cada uma das 54 linhas digitais no Due pode ser utilizada como uma entrada ou uma saída, utilzando as funções pinMode(),digitalWrite(), e  digitalRead(). Eles operam a 3,3V. Cada pino pode fornecer (fonte) uma corrente de 3mA ou 15mA, dependendo do pino, ou receber (drenar) uma corrente de 6mA ou 9mA, dependendo do pino. Eles também têm um resistor de elevação (desconectado por padrão) de 100kΩ. Em adição alguns pinos têm funções especializadas:
  • Serial: 0 (RX) e 1 (TX)
  • Serial 1: 19 (RX) e 18 (TX)
  • Serial 2: 17 (RX) e 16 (TX)
  • Serial 3: 15 (RX) e 14 (TX)
    Utilzados para receber (RX) e transmitir (TX) dados seriais TTL (com nível de 3,3V). Os pinos 0 e 1 estão conectados aos pinos correspondentes do chip  ATmega16U2 USB-to-TTL Serial (o que faz a conversão da comunicação serial para USB).
  • PWM: Pinos 2 a 13
    Fornecem saida PWM de 8 bits com a função analogWrite(). A resolução do PWM pode ser alterada com a funçãoanalogWriteResolution().
  • SPI: barramento SPI (barramento ICSP em outras placas Arduino)
    Estes pinos dão suporte à comunicação SPI utilizando a biblioteca SPI. Os pinos SPI estão disponíveis no barramento central de 6 pinos, o que é fisicamente compátivel com os Uno, Leonardo e Mega2560. O barramento SPI pode ser utilizado apenas para se comunicar com outros dispositivos SPI, e não para programar o SAM3X com o técnica de programação serial em circuíto. O SPI do Due também características avançadas que podem ser utilizadas com os métodos SPI extendidos para Due.
  • CAN: CANRX and CANTX
    Estes pinos dão suporte ao protocolo de comunicação CAN mas ainda não é suportado pelas APIs do Arduino.
  • "L" LED: 13
    Há um LED embarcado conectado ao pino 13. Quando o pino está em HIGH, o LED está aceso, quando o está em LOW, está apagado. Também é possível dimerizar este LED porque o pino 13 é também uma saída PWM.
  • TWI 1: 20 (SDA) e 21 (SCL)
  • TWI 2: SDA1 e SCL1.
    Suporte à comunicação TWI utilizando a  Biblioteca Wire.
  • Entradas Analógicas: pinos A0 a A11
    O Due tem 12 entradas analógicas, cada uma das quais podem fornecer 12bits de resolução (i.e 4096 valores diferentes). Por padrão a resolução destas leituras é de 10 bits para compatibilidade com outras placas Arduino. É possível alterar a resolução do ADC com analogReadResolution(). As entradas analógicas do Due medem de terra ao máximo de 3,3V. Aplicar mais de 3,3V aos pinos do Due causa danos permanentes ao chip SAM3X. A função analogReference() é ignorada no Due.

O pino AREF é conectado à referência analógica do SAM3X através de uma ponte de resistiva. Para utilizar o pino AREF o resistor BR1 deve ser desconectado (dessoldado) da placa.

  • DAC1 e DAC2
    Estes pinos forncem saídas analógicas reais com 12 bits de resolução (4090 níveis) com a função analogWrite(). Estes pinos podem ser utilizados para gerar saídas de áudio utilizando a biblioteca de áudio.

Outros pinos na placa:

  • AREF
    Voltagem de referência para as entradas analógicas. Utilizada com analogReference().
  • Reset
    Rebaixe esta linha (LOW) para resetar o microcontrolador. Tipicamente usada para adicionar um botão de reset a shields que bloqueiam o que está na placa.

Comunicação

O Arduino Due tem uma série de facilidades para se comunicar com um computador, com outro Arduino, outros microcontroladores, e diferentes dispositivos como telefones celulares tablets, câmeras entre outros. O SAM3X fornece um UART de hardware e três USARTs para comunicação serial TTL de 3,3V.

A porta de programação está conectada a um ATmega16U2, que fornece uma porta COM virtual para softwares em um computador conectado à placa (para receonhecer o dispositivo, máquinas Windows necessitam de um arquivo .inf, mas máquinas com OSX e Linux reconhecem a placa como uma porta COM automaticamente). O 16U2 também está conectado ao hardware UART do SAM3X. Serial nos pinos RX0 e TX0 fornecem comunicação Serial-USB para programar a placa através do ATmega16U2. O software do Arduino inclui um monitor serial que permite dados textuais simples ser enviados de e para a placa. Os LEDs RX e TX na placa piscarão quando dados estiverem sendo transmitidos via o ATmega16U2 e pela conexão serial do computador (mas não para comunicação serial nos pinos 0 e 1).

A porta USB nativa está conectada ao SAM3X. Isso permite comunicação serial (CDC) pela USB e fornece uma conexão serial para o monitor ou outras aplicações em seu computador. Também permite ao Due emular uma mouse USB ou um teclado em um computador a que esteja conectado. Para utilizar estas características veja as páginas de referência de mouse e teclado.

A porta nativa USB também pode atuar como um host USB para periféricos conectados como mouses, teclados e smartphones. Para usar estas características veja as páginas de referência USBHost.

O SAM3X tabém suporta comunicação TWI e SPI. O software Arduino inclui uma biblioteca Wire para simplificar o uso da conexão TWI. Veja a documentação para detalhes. Para comunicação SPI utilize a biblioteca SPI.

Programação

O Arduino Due pode ser programado com o software Arduino (download). Para mais detalhes veja a referência e tutoriais.

Enviar scketches para o SAM3X é diferente do que para os microcontroladores AVR encontrados em outras placas Arduino por que a memória flash necessita ser apagada antes de ser re-programada. O envio para o chip é gerenciado pela ROM no SAM3X que só roda quando a memória flash do chip está vazio.

Qualquer das portas USB podem ser usadas para programar a placa, embora seja recomendado o uso da porta de programação devido ao modo como o apagamento do chip é feito:

  • Porta de programação: para usar esta porta selecione "Arduino Due (Programming port)" como sua placa na IDE do Arduino. Conecte a porta de programação do Due ao seu computador. A porta de programação utiliza o 16U2 como chip USB-Serial conectado ao primeiro UART do SAM3X (RX0 e TX0). O 16U2 tem dois pinos conectados aos pinos de reset e de erase do SAM3X. Abrindo e fechando a porta de programação conectada a 1200bps dispara um procedimento de "hard erase" do chip SAM3X, ativando os pinos de Erase e Reset antes de se comunicar com a UART. Esta é a porta recomendada para programação do Due. É mais confiavel do que o "soft erase" que ocorre na porta nativa, e deve funcionar mesmo se o microcontrolador tiver travado.
  • Porta nativa: Para usar esta porta selecione "ARduino Due (Native USB Port)" como sua placa na IDE do Arduino. A porta nativa é conectada diretamente ao SAM3X. Conecte esta porta ao seu computador. Abrir e fechar a porta Nativa a 1200bps dispara um procedimento de "soft erase": a memória flash é apagada e a placa é reiniciada com o bootloader. Se o microcontrolador tiver travado por algum motivo é provável que o procedimento não funcione. Abrir e fechar a porta a uma diferente baudrate não resetará o SAM3X.

Diferente de outras placas Arduino que utilizam o AVRdude para upload, o Due se valo do bossac.

O código fonte do firmware do ATmega16U2 está disponíevl no repositório Arduino. Você pode utilizar o barramento ISP com um programador externo de hardware (sobrescrevendo o bootloader DFU). Veja este tutorial para mais informações.

Proteção de sobrecorrente USB

O Arduino Due tem um fusível resetável que protege a porta USB de seu computador de curtos e de sobrecorrente. Embora muitos computadores disponham de sua própria proteção interna este fusível fornece uma camada a mais de proteção. Se mais de 500mA forem aplicados à porta USB o fusível automaticamente interrompe a comunicação até que o curto ou a sobrecarga seja removida.

Características físicas e compatibilidade com shields

O comprimento e largura máximos da placa Arduino Due são 10,16 e 5,34cm respectivamente, com os conectores USB e de alimentação se projetando pouco além desta dimensão. Três orifícios para parafusos permitem que a placa seja conectada a uma superfície ou a um case. Note que a distância entre os pinos digitais 7 e 8 é de 0,16" que não obedece ao padrão convencional de 0,1".

O Arduino Due foi desenvolvido para ser compatível com a maioria dos shields do Arduino Uno, Diecimila ou Duemilanove. Os pinos digitais de 0 a 13 (e os adjacentes AREF e GND), entradas analógicas de 0 a 5, os barramento de alimentação  e ICSP estão todos em localizações equivalentes. Além disso o UART principal (porta serial) está localizado nos mesmos pinos (0 e 1). Note que o I2C não está localizado nos mesmos pinos no Due (20 e 21) que nos anteriores Duemilanove e Diecimila (entradas analógicas 4 e 5).

 

 

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Arduino Nano

O Arduino Nano é uma versão para ser acoplada a uma protoboard com uma porta USB acoplada. Ele é pequeno e completo. O Nano foi desenvolvido e é produzido pela Gravitech.

Eletronicamente ele tem tudo o que o Duemilanove tem com mais pinos de entrada analógica e um jumper acoplado de +5V AREF.

O Nano pode ser usado diretamente na protoboard como o Boarduino e a conexão miniUSB maximiza o espaço restante. Ele tem uma disposição de pinos que funciona bem tanto com o Mini ou com o Basic Stamp (TX, RX, ATN, GND em uma face e a alimentação e o terra na outra). Ele é uma placa de quatro camadas com planos para a alimentação e para o terra para auxiliar a fornecer energia suficiente para os CIs durante o chaveamento e reduzir o ruído (EMC) durante o chaveamento de alta velocidade dos pinos de entrada e saída. O plano do terra auxilia na redução de radiação (EMI). O plano de alimentação é de baixa indutância e assim quaisquer transientes que possam surgir na linha de alimentação serão de baixo nível.

 

Especificações

Microcontrolador Atmel ATmega168 ou ATmega328
Voltagem de operação (nível logico) 5 V
Voltagem de entrada (recomendada) 7-12 V
Voltagem de entrada (limites) 6-20 V
Pinos digitais I/O 14 (dos quais 6 podem ser saídas PWM)
Pinos de entrada analógica 8
Corrente contínua por pino I/O 40 mA
Memória Flash 16 KB (ATmega168) ou 32 KB (ATmega328) dos quais 2 KB são utilizados pelo  bootloader
SRAM 1 KB (ATmega168) ou 2 KB (ATmega328)
EEPROM 512 bytes (ATmega168) ou 1 KB (ATmega328)
Velocidade de Clock 16 MHz
Dimensões 0.73" x 1.70"

 

 

 

 

 

 

 

 

Características

  • Reset automático durante o download de programas
  • LED azul de alimentação na parte de baixo
  • Verde (TX), vermelho (RX) e laranja (L) LEDs
  • jumper +5V para AREF
  • Detecção utomática da fonte de alimentação
  • conector mini-B USB para programação e comunicação serial
  • cabeçalho ICSP para download direto de programas
  • Disposição padrão dos pinos (pode ser montado em protoboard)
  • Botão manual de switch

Alimentação

O Arduino Nano pode ser alimentado por uma conexão mini-B USB, por uma fonte externa não regulada de 6 a 20 volts (pino 30), ou por uma fonte externa regulada de 5V (pino 27). A fonte de alimentação selecionada automaticamente é a de maior voltagem.

O chip FT232RL somente somente é energizado se e placa for alimentada através da porta USB. Desse modo quando a placa está funcionado com alimentação externa (não USB) a saída de 3,3V (que é fornecida pelo chip FTDI) não está disponível e os LEDs RX e TX vão acender se os pinos 0 e 1, respectivamente, estiverem em HIGH.

 

Memória

O ATmega168 no Nano tem 16KB de memória flash para armazenamento de código (dos quais 2 KB são usados pelo bootloader); o ATmega328 tem 32 KB (também com 2KB são usados pelo bootloader). O Atmega168 tem 1 KB de SRAM e 512 bytes de EEPROM (que podem ser lidos ou escritos com a biblioteca EEPROM); o ATmega328 tem 2 KB de SRAM e 1 KB de EEPROM.

 

Entrada e Saída

Cada um dos 14 pinos digitais no Nano pode ser usado como uma entrada ou uma saída, usando as funções de pinMode(),digitalWrite(), e digitalRead(). Eles operam a 5 volts. Cada pino pode fornecer ou receber um máximo de 40 mA e possui um resistor interno (desconectado por default) de 20-50KΩ. Em adição alguns pinos possuem funções especializadas:

  • Serial: 0 (RX) e 1 (TX). Usados para receber (RX) e transmitir(TX) dados no padrão serial TTL. Estes pinos são conectados aos pinos correspondentes do chip FTDI USB-to-TTL Serial.
  • Interruptores externos: 2 e 3. Estes pinos podem ser configurados para disparar uma interrupção por um valor baixo, um limite diminuindo ou subindo, ou uma mudança em um valor. Para mais detalhes veja a função attachInterrupt().
  • PWM: 3, 5, 6, 9, 10 e 11. Fornecem saída analógica PWM de 8-bits com a função  analogWrite().
  • SPI: 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO) e 13 (SCK). Estes pinos dão suporte à comunicação SPI que, embora suportada pelo hardware, ainda não está incluída na linguagem Arduino.
  • LED: 13. Há um LED conectado ao pino digital 13. Quando o pino está em HIGH o led se acende, e quando está em LOW ele se apaga.

O Nano tem 8 entradas analógicas, cada uma das quais com 10 bits de resolução (i.e. 1024 valores diferentes). Por padrão elas medem de 0 a 5 volts, embora seja possível mudar o limite superior usando o pino AREF e a função analogReference(). Os pinos analógicos 6 e 7 não podem ser usados como pinos digitais. Além disso, alguns pinos têm funcionalidades especializadas:

  • I2C: 4 (SDA) and 5 (SCL). Fornecem suporte à comunicação  I2C (TWI) usando a  bibliotecaWire (documentação no site do Wiring).
  • AREF. Voltagem de referência para as entradas analógicas. Usados com analogReference().
  • Reset. Marque este valor como  LOW para resetar o microcontrolador. Tipicamente usado para adcionar um botão de reset em shields que bloqueiam o que há na placa.

Veja também mapeando os pinos entre o Arduino e o as portas do ATmega168.

 

Programação

O Arduino Nano pode ser programado com o software do Arduino (download). Para detalhes, veja a referência e os tutoriais.

Tanto o ATmega168 como o ATmega328 no Arduino Mega vem com o bootloader pré gravado, o que possibilita o envio de novos códigos sem o uso de um programador de hardware externo. Ele se comunica usando o protocolo original STK500 (referenceC header files).

Você também plode suplantar o bootloader e programar o microcontrolador através do cobeçalho ICSP (In-Circuit Serial Programming); veja estas instruções para mais detalhes.

 

Automatic (Software) Reset

Ao invés de necessitar o pressionamento físico do botão de reset antes de um upload, o Arduino Nano é desenhado de modo a permitir que o reset seja feito pelo software executado em um computador conectado. Uma das linhas dos fluxos de controle de hardware (DTR) do FT232RL é conectada diretamente à linha de reset do ATmega168 ou do ATmega328 através de um capacitor de 100 nanofarads. Quando esta linha é acessada (rebaixada), a linha de reset decai por tempo suficiente para resetar o chip. O software Aduino utiliza esta capacidade para possibilitar que novos códigos sejam enviados simplesmente clicando no botão de upload do ambiente de programação do Arduino. Isto significa que o bootloader fica fora do ar por um tempo mais curto, uma vez que o rebaixamento do DTR pode ser bem coordenado com o início do upload.

Esta montagem tem outras implicações. Quando o mega é conectado a um computador rodando Mac OS X ou Linux ele é resetado a cada vez que uma conexão é feita com o software (via USB). Durante o próximo meio segundo (aproximadamente) o bootloader estará rodando no Mega. Uma vez que ele é programado para ignorar dados mal formados (i.e. qualquer coisa que não seja um upload de novo código), ele vai interceptar os primeiros bytes de informação enviado à placa depois que uma nova conexão seja aberta. Se um programa rodando na placa recebe uma pré configuração ou outros dados, assim que ele começa, certifique-se de que o software com o qual ele se comunica espera meio segundo depois que a conexão seja estabelecida antes de começar a enviar os dados.

 

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Arduino Proto Shield R3

O Arduino Proto Shield simplifica a execução dos seus próprios circuitos. Você pode soldar componentes na área de prototipagem ou utilizar juntamente com uma Mini Protoboard (não incluída) para testar rapidamente suas idéias sem ter que soldar. Esta placa tem conexões extras para todos os pinos do Arduino e espaço para montagem de componentes através de orifícios e SMD.

 

Características

Uma grande área de prototipagem com algumas características extras:

  • 1.0    pinagem Arduino R3
  • 1        botão de reset
  • 1        conector ICSP
  • 14      pinos para SMD (espaçamento de 0,05")
  • 20     pinos através de orifício(espaçamento 0,1")

Esquema e referência de design

Arquivos EAGLE: arduino_ProtoShield_Rev3.zip

Esquema: arduino_ProtoShield_Rev3-schematic.pdf


Alimentação

O Proto Shield traz a alimentação padrão do Arduino dos pinos de 5V e GND para duas linhas colocadas na área de prototipagem.


Conexão SPI

O conector ICSP disponível neste shield tem suas conexões vindas diretamente dos pinos SPI:

  • 1: (marcado com um pequeno círculo) MISO conectado ao pino D12
  • 2: +5V
  • 3: SCK conectado ao pino D13
  • 4: MOSI conectado ao pino D11
  • 5: SS conectado ao D10
  • 6: GND

Para mais informação sobre a comunicação SPI veja a biblioteca SPI.


Características físicas

O comprimeto e largura máximos do PCB são 68.6 e 53.4mm respectivamente. Quatro orifícios para parafusos permitem que a placa seja fixada a uma superfície ou a um case.

 

 

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Arduino Uno R3

O Arduino Uno é uma placa de microcontrolador baseado no ATmega328 (datasheet). Ele tem 14 pinos de entrada/saída digital (dos quais 6 podem ser usados como saídas PWM), 6 entradas analógicas, um cristal oscilador de 16MHz, uma conexão USB, uma entrada de alimentação uma conexão ICSP e um botão de reset. Ele contém todos os componentes necessários para suportar o microcontrolador, simplesmente conecte a um computador pela porta USB ou alimentar com uma fonte ou com uma bateria e tudo pronto para começar.

 

Descrição

O Uno difere de todas as placas antecessoras no sentido de não utilizar o chip FTDI cara conversão do sinal serial. Utiliza no seu lugar um Atmega8U2 programado como conversor de USB para serial.

Revisão 3 da placa com as novas características:

  • Pinos SDA e SCL adicionados próximos ao AREF.
  • Dois outros pinos adicionados próximos ao RESET, o IOREF que permite aos shields se adaptarem à voltagem fornecida pela placa. No futuro os shields serão compatíveis tanto com as placas que utilizam o AVR e operam a 5V, como com o ARduino Due que operará a 3,3V. O segundo pino não está conectado e é resrvado para propósitos futuros.
  • Circuito de RESET mais robusto.
  • Atmega 16U2 em substituição ao 8U2.

"Uno" quer dizer um em italiano e é utilizado para marcar o lançamento do Arduino 1.0. O Uno e a versão 1.0 serão as versões de referência do Arduino, daqui para diante. O UNO é o mais recente de uma série de placas Arduino, e o modelo de referência para a plataforma Arduino. Para uma comparação com as versões prévias veja o índice de placas Arduino.

 

Características

Microcontrolador ATmega328
Voltagem Operacional 5V
Voltagem de entrada (recomendada) 7-12V
Voltagem de entrada (limites) 6-20V
Pinos E/S digitais 14 (dos quais 6 podems ser saídas PWM)
Pinos de entrada analógica 6
Corrente CC por pino E/S 40 mA
Corrente CC para o pino 3,3V 50 mA
Flash Memory 32 KB (ATmega328) dos quais 0,5KB são utilizados pelo bootloader
SRAM 2 KB (ATmega328)
EEPROM 1 KB (ATmega328)
Velocidade de Clock 16 MHz

 

Esquema e referência de Design

arquivo EAGLE: arduino-uno-reference-design.zip

Esquema: arduino-uno-schematic.pdf

 

Alimentação

O arduino Uno pode ser alimentado pela conexão USB ou com uma fonte de alimentação externa. A alimentação é selecionada automaticamente.

Alimentação externa (não USB) pode ser tanto de um adaptador CA para CC ou bateria. Há um conector para alimentação de 2,1mm com o positivo no centro. Cabos vindos de uma bateria podem ser inseridos diretamente nos pinos Gnd e Vin do conector de alimentação.

Esta placa pode funcionar com uma fonte de alimentação externa de 6 a 20 volts. No entanto se a alimentação for inferior a 7V, o pino 5V pode fornecer menos de cinco volts e a placa pode se mostrar instável. E se a alimetação for maior do que 12V o regulador de voltagem pode superaquecer e danificar a placa. A faixa recomendada é de 7 a 12 volts.

Os pinos de alimentação são os seguintes:

  • VIN. A entrada de alimentação para a placa Arduino quando se está utilizando uma fonte de alimentação externa. (em oposição à conexão USB ou outra fonte de aliemteção regulada). Você pode fornecer alimentação através deste pino, ou se estiver utilizando o conector de alimentação acessar esta voltagem aqui.
  • 5V. A fonte de alimentação regulada usada para o microcontrolador e para outros componentes na placa. Pode vir tanto do VIN através do regulador embarcado ou da conexão USB ou outra fonte regulada em 5V.
  • 3V3. Uma fonte de 3,3V gerada pelo regulador embarcado. A corrente máxima suportada é de 50mA.
  • GND. Pinos terra.

 

Memória

O ATmega328 têm 32KB (dos quais 0,5 são utilizados pelo bootloader). Também tem 2KB de SRAM e 1KB de EEPROM (que pode ser lido ou gravado com a biblioteca EEPROM).

 

Entrada e Saída

Cada um dos 14 pinos digitais do Uno podem ser utilizados como uma entrada ou uma saída utilizando-se as funções pinMode(),digitalWrite(), e digitalRead(). Eles operam a 5V. Cada pino pode fornecer ou receber um máximo de 40mA e tem um resistor pull-up interno (desconectado por padrão) de 20-50kΩ. Além disso alguns pinos tem funções especializadas:

  • Serial: 0 (RX) e 1 (TX). Usados para receber (RX) e transmitir (TX) dados seriais TTL. Estes pinos são conectados aos pinos correspondentes do chip serial USB-para-TL ATmega8U2.
  • Interruptores Externos: 2 e 3. Estes pinos podem ser configurados para disparar uma interrupção de acordo com alguma variação sensível pelo circuito. Veja a função attachInterrupt() para mais detalhes.
  • SPI: 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Estes pinos dão suporte à comunicação SPI utilizando a biblioteca SPI.
  • LED: 13. Há um LED integrado ao pino digital 13. Quando este pino está no valor HIGH este LED está aceso, quando o pino está em LOW o LED está apagado.
  • I2C: 4 (SDA) and 5 (SCL). Fornecem suporte a comunicação I2C (TWI) utilizando a biblioteca Wire.
  • AREF. Voltagem de referência para as entradas analógicas. Utilizado com a função analogReference().
  • Reset. Envio o valor LOW para esta linha para resetar o microcontrolador. Tipicamente usado para adcionar um botão de de reset para shileds montados sobre a placa original.

 

O Uno tem 6 entradas analógicas, etiquetadas de A0 a A5, cada uma tem 10 bits de resolução (i.e. 1024 valores diferentes). Por padrão elas medem de 0 a 5V, embora seja possível alterar o limite superior utilizando o pino AREF e a funçãoanalogReference().

 

Comunicação

O Arduino Uno possui uma série de facilidades para se comunicar com um computador, outro Arduino, ou outros microcontroladores. O ATmega328 fornece comunicação serial UART TTL (5V) que está disponível nos pinos digitais 0 (RX) e 1 (TX). Um ATmega8U2 na placa canaliza esta comunicação para a USB e aparece como uma porta virtual para o software no computador. O firmware do '8U2 utiliza os drivers padrão USB COM e nenhum driver externo é necessário. Entretanto, no Windows, um arquivo .inf é necessário. Ainda faltam as instruções específicas mas em breve estarão disponíveis. O software do Arduino inclui um monitor serial que permite dados textuais ser enviados e recebidos da placa. LEDs conectados ao RX e TX piscarão enquanto dados estiverem sido transmitidos pelo chip USB-para-serial e pela conexão USB (mas não para comunicação serial nos pinos 0 e 1).

Uma biblioteca de SoftwareSerial permite comunicação serial em qualquer dos pinos digitais do Uno.

O ATmega328 também suporta comunicação I2C (TWI) e SPI. O software do Arduino inclui uma biblioteca Wire para simplificar o uso do bus I2C, veja a documentação para mais detalhes. Para comunicação SPI utilize a biblioteca SPI.

 

Programação

O Arduino Uno pode ser programado com o software Arduino (download). Simplesmente selecione "Arduino Uno" no menu Tools > Board.

O ATmega328 no Arduino Uno vem pré-gravado com um bootloader que permite a você enviar código novo para ele sem a utilização de um programador de hardware externo. Ele se comunica utilizando o protocolo original STK500 (referênciaarquivos C header).

Você também pode saltar o bootloader e programar o microcontroaldor através do conector ICSP (In-Circuit Serial Programming); veja estas instruções para mais detalhes.

O código fonte do firmware do ATmega8U2 também está disponível. Este chip é carregado com um bootloader DFU, que pode ser ativado conectando o jumper de solda na parte posterior da placa (próximo ao mapa da Itália) e depois resetando o 8U2. Você pode utilizar o software FLIP da Atmel (Windows) ou o programador DFU (Mac OS X e Linux) para carregar um novo firmware. Ou ainda utilizar um programador externo (sobrescrevendo o bootloader DFU).

 

Reset automatico por software

Ao invés de necessitar do pressionamento físico de um botão antes de um upload, o Arduino Uno é desenvolvido de maneira que permita que esta operação seja feita por meio do software rodando em um computador. Uma das linhas de controle de fluxo do hardware (DTR) do ATmega8U2 é conectado à linha de reset do ATmega328 através de um capacitor de 100nF. Quando esta linha é declarada (rebaixada) a linha de reset cai o suficiente para resetar o chip. O software do Arduino utiliza esta capacidade para permitir o envio de código novo simplesmente pressionando o botão de upload na IDE. Isto significa que o bootloader pode ter um intervalo mais curto, uma vez que o rebaixamento do DTR pode ser melhor coordenado com o início do upload.

Esta configuração tem outras implicações. Quando o Uno é conectado a um computador rodando Mac OS X ou Linux, ele é resetado cada vez que uma conexão é estabelecida com o software (via USB). Durante o próximo meio segundo o bootloader estará rodando no Uno. Uma vez que ele está programado para ignorar dados malformados (i.e. qualquer coisa diferente do upload de um novo código), ele irá interceptar os primeiros bytes de informação após a abertura da conexão. Se um programa rodando na placa recebe alguma configuração ou outra informação quando começa a rodar esteja seguro de que o software com o qual ela se comunica espere por um segundo antes de começar a enviar dados.

O Uno contem uma trilha que pode ser interrompida (cortada fisicamente) para desabilitar o auto-reset. Os conectores de cada lado da trilha podem ser soldados para reabilitar esta função. Ela está identificada como "RESET-EN". Você também pode desabilitar o auto-reset conectando um resistor de 110Ω do 5V à linha de reset, veja este tópico do fórum para mais detalhes.

 

Proteção contra sobre-corrente na USB

O Arduino Uno possui um polyfuse resetável que protege a porta USB do seu computador contra sobre-corrente e curtos circuitos. Embora muitos computadores tenham sua própria proteção interna, o fuso fornece uma camada a mais de proteção. Se mais de 500mA forem aplicados a porta USB ele automaticamente irá interromper a conexão até que o curto ou a sobrecarga seja removido.

 

Características físicas

A largura e o comprimento máximos do PCB do Uno são 68,58 e 53,34mm respectivamente (2,7" x 2,1"), com os conectores USB e de alimentação extendendo-se além destas dimensões. Quatro orifícios para parafusos permitem que a placa seja fixada a uma superfície ou encapsulamento. Verifique que a distância entre os pinos digitais 7 e 8 é de 160mil (milésimos de polegada ou 0,16"), não é nem mesmo um múltiplo dos 100mil que separam os outros pinos.

 

 

ATENÇÃO: Esta placa é enviada como aparece na imagem acima sem o cabo para comunicação nem fonte de alimentação.

 

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The Arduino Starter Kit

Este kit explora os fundamentos do uso do Arduino de forma prática. Você vai aprender através da construção de vários projetos criativos. O kit inclui uma seleção dos componentes eletrônicos mais comuns e úteis com um livro de 15 projetos. Iniciando os conceitos básicos de eletrônica, para projetos mais complexos, o kit vai ajudar você a controlar o mundo físico com sensor e atuadores.

 

 

 

Conteúdo:

 

  •  1 Arduino Projects Book (170 pages)
  •  1 Arduino UNO board rev.3
  •  1 USB cable
  •  1 Breadboard
  •  1 Easy-to-assemble wooden base
  •  1 9v battery snap
  •  70 Solid core jumper wires
  •  2 Stranded jumper wires
  •  6 Photoresistor [VT90N2 LDR]
  •  3 Potentiometer 10kilohm
  •  10 Pushbuttons
  •  1 Temperature sensor [TMP36]
  •  1 Tilt sensor
  •  1 alphanumeric LCD (16x2 characters)
  •  1 LED (bright white)
  •  1 LED (RGB)
  •  8 LEDs (red)
  •  8 LEDs (green)
  •  8 LEDs (yellow)
  •  3 LEDs (blue)
  •  1 Small DC motor 6/9V
  •  1 Small servo motor
  •  1 Piezo capsule [PKM17EPP-4001-B0]
  •  1 H-bridge motor driver [L293D]
  •  2 Optocouplers [4N35]
  •  5 Transistor [BC547]
  •  2 Mosfet transistors [IRF520]
  •  5 Capacitors 100nF
  •  3 Capacitors 100uF
  •  5 Capacitor 100pF
  •  5 Diodes [1N4007]
  •  3 Transparent gels (red, green, blue)
  •  1 Male pins strip (40x1)
  •  20 Resistors 220 ohm
  •  5 Resistors 560 ohm
  •  5 Resistors 1 kilohm
  •  5 Resistors 4.7 kilohm
  •  20 Resistors 10 kilohm
  •  5 Resistors 1 megohm
  •  5 Resistors 10 megohm

 

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Sensor Segue Linha para NXT ou EV3 (LineLeader-v2)

O sensor Segue Linha é um array de 8 sensores com controlada fonte de luz, retornando valores do sensor para seguir linhas, superfícies com cores diferentes, etc.

 

 

 

  • Fácil de montar no NXT ou EV3
  • Detecte padrões para claro e escuro usando 8 sensores de luz
  • Detecte e siga linhas
  • Controle PID pré programado

Downloads:

 

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Arduino Nano USB Microcontroller v3

The Arduino Nano USB Microcontroller is a breadboard ready version of the Arduino mini with integrated USB. The Nano has more analog input pins as compared to most Arduino boards and an onboard +5V AREF jumper. The Nano automatically senses and switches to the higher power power supply, so there is no need for a power select jumper.

The nano's pin layout works well with the Mini or the Basic Stamp (TX, RX, ATN, GND on one top, power and ground on the other). The Arduino Nano Microcontroller can be powered via the mini-B USB connection, 6-20V unregulated external power supply (pin 30), or 5V regulated external power supply (pin 27). The power source is automatically selected to the highest voltage source. The package contains only the microcontroller.

Features:

  • Automatic reset during program download
  • Power OK blue LED on the bottom
  • Green (TX), red (RX) and orange (L) LED
  • +5V to AREF jumper
  • Auto sensing/switching power input
  • Small mini-B USB for programming and serial monitor (cable not included)
  • ICSP header for direct program download
  • Power OK blue LED on the bottom
  • Standard 0.1” spacing DIP (breadboard friendly)
  • Manual reset switch
  • Microcontroller module with USB connection
  • 30 pin module, breadboard mountable
  • Specialized library functions for robotics
  • It is intended for roboticists, artists, designers and hobbyists
  • Based on ATmega328
  •  Microcontroller: Atmel ATmega328
  • Operating Voltage (logic level): 5 V
  • Input Voltage (recommended): 7-12 V
  • Input Voltage (limits): 6-20 V
  • Digital I/O Pins: 14 (of which 6 provide PWM output)
  • Analog Input Pins: 8
  • DC Current per I/O Pin: 40 mA
  • Flash Memory: 32 KB (of which 2KB used by bootloader)
  • SRAM: 2 KB
  • EEPROM: 1 KB
  • Clock Speed: 16 MHz
  • Dimensions: 0.70” x 1.70”

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